管柱分层压裂工艺在多层系复合气藏的应用

管柱分层压裂工艺在多层系复合气藏的应用

四川气藏属于多层次复合气藏。从蓬莱市群（j3p）到沙溪寺群（j2s），有30多个砂岩储层。经过完井测试，大部分砂岩储层拥有天然气工业总产值。为提高单井产能,以往常采用的工艺技术为从下而上逐层改造、逐层测试、逐层开采,施工次数多、试油周期长、作业成本高。针对川西气藏的特点,对于同压力系统的相邻气层采用一次管柱进行分层压裂合采工艺,可大大降低作业成本,经济效益显著提高。提质充压器及地面工业压裂施工分层压裂合采工艺主要是利用水力压差式封隔器、节流启动器(或球座)、转层器(或选层器)及水力锚等井下工具来完成逐级坐封封隔器、逐层加砂压裂,各层施工结束后同时返排、混合测试、合采。1.主柱结构(1)上、下河开采管柱mm结构封隔器+水力锚+水封锚+油管管串结构(自下而上):接球座+油管+Y344型封隔器+水力锚+油管+转层器+水力锚+Y344型封隔器+油管。下封隔器下在两层之间,上封隔器下在上层顶部5～10m。1.销钉可满足压裂施工要求见图1b其管串结构(自下而上):接球座+油管+Y344型封隔器+AⅡ型水力锚+油管+过球式转层器+油管,过球式转层器结构图如图2所示。(2)压上下软管的保护装置其管串结构(自下而上):节流器+油管+Y344型封隔器+水力锚+油管,其结构图如图3所示。封隔器下在两层之间。(3)双层压裂管柱1该孔无法满足压裂施工要求的管柱见图1a管串结构:节流启动器+油管+AⅡ型水力锚+Y344型封隔器+油管+转层器+油管+Y344型封隔器+水力锚+油管。该开口可满足压裂施工要求的管柱该管柱同保下压上井口能满足压裂要求的管柱,结构图见图1b。2.参数(1)表1显示了主要参数(2)表2显示了地下工具的主要参数(3)y344封隔器的主要技术如表3所示3.工艺(1)井内压裂施工分层压裂是对已射开的多个油气层通过一次管柱及井下工具组合入井,压裂施工时通过封隔器的封隔及井下转层工具的开启来实现由下往上逐层压裂,最终实现一井双层或多层合采。分层压裂技术的关键是实现封隔和转层。(2)表4显示了主要现场工具的功能和工作原则(3)范围适用井深:3500m以内;工作压差:50MPa;工作温度:150℃;作业介质:清水、泥浆、酸液。4.管柱的下紧、低替和压裂(1)通井:工具入井前按表1提供的参数用通井规通井至封隔器坐封位置10m以下,以不阻、不卡为合格。(2)下管柱:a.水力锚、封隔器坐封位置必须避开套管接箍,封隔器应尽量坐封在套管中部。b.油管应用通径规通径,保证管内畅通,确保钢球顺利通过。c.油管扣必须上紧,确保承压能力满足施工要求。d.严禁井下落物。e.丝扣密封脂一律涂抹在公扣上。f.通井下管柱时,要求操作平稳,严禁猛提猛放,纯下钻时间每立柱(3个单根)不少于45s。(3)低替:用工作液将油管内的液体替出,并替至上层封隔器位置,低替时井口不得起压,控制排量不超过5L/s。(4)压裂下层:低替完成后,迅速提高排量(〉18mm节流器排量提升至10L/s以上,〉23mm节流器排量升至13.4L/s以上)启动坐封Y344型封隔器和AⅡ型水力锚,并连续增加排量对下层进行加砂压裂作业直至达到设计要求。(5)投球转压上层:不停泵用投球器将〉31.8mm钢球泵送到转层器上,提高排量(≥10L/s)打开转层器侧孔(喷砂孔),同时钢球通过转层器下落至球座上,封隔器下层,启动坐封上封隔器,对上层实施加砂压裂作业后关井破胶水化。(6)排液、合采。现场应用分层压裂工艺技术目前仍处于探索阶段,自1996年至1999年3月经过9口井现场应用,有6口井获得成功,3口井失败。1.转层器侧孔压裂该井是西南石油局第一口分层加砂压裂工艺技术试验井,其压裂管串结构:节流启动器+油管+Y211型可循环式封隔器+水力锚+锁球式转层器+Y344型封隔器+水力锚+油管。该井施工时,在注携砂液开始不久由于地面流量计不工作被迫终止下层压裂(仅加砂1.05m3)投球启动转层器,打开侧孔拟启动Y344封隔器对上层进行压裂,因转层器侧孔累计面积过大而不能起节流作用,Y344封隔器亦不能坐封,最后关套压进行加砂压裂。该井分层压裂工艺失败,但仍取得了明显的增产效果。2.分层压裂施工该井是我局在东北施工的第一口分层压裂井,其所用管串结构与保上压下管柱基本相同(见图3),只是对准上层多一个选层器(转层器)。该井分层压裂施工连续,分层压裂工艺获得成功。施工情况及压后效果见表5。3.松南w-34和w-63井的分层压裂两井采用双层分层压裂管柱(见图1b),分层压裂均获成功。4.联9井层压裂该井双层压裂采用的管柱结构见图1a。下层8m3砂量及上层7m3砂量加砂压裂均获成功。5.23.沉淀池油藏其管串结构:油管+接球座+水力锚+Y344型封隔器+转层器(选层器)+油管。该井进行保下压上工艺获得成功。6.钢球压裂冲刷,确定该两井下层压裂后转层均失败,其原因:33-2井因过球式转层器(见图2)卡片经下层加砂压裂冲刷后内径变大(钢球直径仅比卡片内径大1mm),钢球直接通过转层器卡片而不能打开转层器侧孔致使转层失败。52井由于下层压裂后在转层器上形成砂堵,钢球落不到转层器卡片上以致不能打开转层器转层,分层压裂工艺失败。节约施工费用1.分层压裂工艺所用工具简单,且通用性好,便于掌握。2.该工艺的成功应用减少了压裂设备进出场次数,作业连续,缩短了试油周期,大大降低生产成本,直接施工费可节约25%以上。3.采用分层压裂合采工艺可减少钻井数量,